DE4204091C2 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­ tung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzu­ meßsystems ist aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 40 04 110 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Diesel-Brennkraftma­ schine mit einem magnetventilgesteuerten Kraftstoffzu­ meßsystem beschrieben. Dieses Kraftstoffzumeßsystem umfaßt eine Kraftstoffpumpe mit einem von der Noc­ kenwelle angetriebenen Pumpenkolben, der den Kraft­ stoff unter Druck setzt und in die einzelnen Zylinder fördert. Über wenigstens ein Magnetventil läßt sich der Förderbeginn und das Förderende festgelegen. Hierzu berechnet ein Steuergerät abhängig von auf einer Welle angeordneten Markierungen Ansteuerzeitpunkte für das Magnetventil.

Bei solchen Systemen tritt die Problematik auf, daß das Steuergerät Ansteuersignale in Form einer Zeitgrö­ ße abgibt. Der genaue Einspritzbeginn muß bei einer bestimmten Stellung der Kurbelwelle (Winkelgröße) er­ folgen. Das Einspritzende erfolgt, nachdem sich die Nockenwelle seit dem Einspritzbeginn um einen be­ stimmten Winkel gedreht hat. Aus diesem Grund müs­ sen unter Verwendung eines Drehzahlwertes Zeitgrö­ ßen in Winkelgrößen und Winkelgrößen in Zeitgrößen umgerechnet werden. Die Genauigkeit dieser Umrech­ nung hängt wesentlich von der dabei verwendeten Drehzahl ab.

Des weiteren ist ein solches Verfahren und eine sol­ che Einrichtung auch aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 40 04 107 bekannt. Dort wird ebenfalls ein Ver­ fahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer ma­ gnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe beschrieben. Ei­ ne elektronische Steuereinrichtung berechnet ausge­ hend von dem gewünschten Förderbeginn und der ge­ wünschten Förderdauer den Ansteuer- und den Absteu­ erzeitpunkt für ein bzw. mehrere Magnetventile. Bei dieser Berechnung werden die Schaltzeiten der Ma­ gnetventile berücksichtigt.

In die Berechnung des Absteuerzeitpunktes geht der tatsächliche Förderbeginn ein. Bei dieser Einrichtung wird das Förderende ausgehend von der gewünschten Förderdauer und dem tatsächlichen Förderbeginn be­ stimmt. Bei dieser beschriebenen Einrichtung werden hierbei Zeitgrößen verarbeitet. Da die eingespritzte Kraftstoffmenge bei sonst konstanten Bedingungen we­ sentlich von der Winkellage der Nockenwelle beim tat­ sächlichen Einspritzbeginn bzw. beim tatsächlichen För­ derbeginn abhängt, ergibt sich durch diese Vorgehens­ weise ein nicht unerheblicher Fehler bei der Kraftstoff­ einspritzung.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems der eingangs genannten Art die Genauigkeit der Kraft­ stoffzumessung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die Umrechnung des tatsächlichen Einspritz­ beginns in eine Winkelgröße ausgehend von einer Zeit­ größe bezüglich des tatsächlichen Einspritzbeginns er­ gibt sich eine wesentlich genauere Kraftstoffzumessung. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein grobes Blockdiagramm der erfindungsge­ mäßen Steuereinrichtung,

Fig. 2 verschiedene bei der Kraftstoffzumessung auftretenden Größen,

Fig. 3 die bei der Berechnung der Ansteuerzeitpunkte verwendeten Größen,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Um­ rechnung von einer Zeitgröße in eine Winkelgröße so­ wie

Fig. 5 wesentliche Elemente der Berechnung der Steuergrößen für den Förderbeginn und die Förderdau­ er.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben. Die Erfindung kann aber auch bei der Steuerung von fremd­ gezündeten Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Dort tritt ebenfalls die Problematik auf, daß Zeitgrößen in Winkelgrößen umgesetzt werden müssen.

Fig. 1 zeigt die Steuereinrichtung für magnetventilge­ steuerte Kraftstoffpumpen für Dieselmotoren. Den ein­ zelnen Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraft­ maschine wird über eine Kraftstoffpumpe 10, die einen Pumpenkolben 15 enthält, Kraftstoff zugeführt. Dabei kann jedem Zylinder eine Kraftstoffpumpe 10 zugeord­ net sein (Pumpe-Düse-System), oder eine Kraftstoff­ pumpe (Verteilerpumpe) mißt den Kraftstoff abwech­ selnd den einzelnen Zylindern zu.

Die Kraftstoffpumpe 10 steht mit einem elektroma­ gnetischen Ventil 20 in Verbindung. Das Ventil 20 wird über eine Leistungsendstufe 40 von einer elektronischen Steuereinheit 30, die einen Festwertspeicher 35 umfaßt, mit Schaltimpulsen beaufschlagt. Ein Geber 70, der am elektromagnetischen Ventil 20 oder an einer nicht dar­ gestellten Einspritzdüse angeordnet ist, liefert Signale an die elektronische Steuereinheit 30.

Auf einem an der Nockenwelle 60 angebrachten In­ krementrad 55 sind Winkelmarken angeordnet. Jeweils zwei Marken definieren ein Inkrement. Das Inkremen­ trad besitzt wenigstens eine Inkrementlücke. Eine In­ krementlücke läßt sich zum Beispiel durch einen fehlen­ den Zahn oder entsprechende Maßnahmen realisieren. Eine Meßeinrichtung 50 erfaßt die von den Winkelmar­ ken ausgelösten Impulse und damit die Drehbewegung des Inkrementrades 55 und liefert entsprechende Signa­ le in Form von Impulsen an die elektronische Steuerein­ heit 30.

Von weiteren Sensoren 80 gelangen Informationen über zusätzliche Größen, wie die mittlere Drehzahl n, die Temperatur T oder die Last L (Fahrpedalstellung) an die elektronische Steuereinheit 30. Die mittlere Dreh­ zahl n wird über einen größeren Winkelbereich erfaßt. Vorzugsweise ist ein Geber vorgesehen, der im Laufe einer Umdrehung der Kurbelwelle oder der Nocken­ welle nur eine geringe Anzahl von Impulsen abgibt. Vorzugsweise werden ein bis vier Impulse pro Umdre­ hung ausgewertet. Diese werden dann zur Bestimmung der mittleren Drehzahl n erfaßt und ausgewertet. Die Drehzahlauswertung ist so ausgelegt, daß die mittlere Drehzahl vorzugsweise über einen Motorzyklus oder einen Verbrennungsvorgang gemittelt wird.

Die Steuereinheit 30 bestimmt, abhängig von den mit­ tels der Sensoren 80 erfaßten Größen und der über die Meßeinrichtung 50 erfaßten Drehbewegung der Pum­ penantriebswelle 60 den gewünschten Förderbeginn FBS und die gewünschte Förderdauer FDS der Kraft­ stoffpumpe 10. Ausgehend von diesen Sollwerten für den Förderbeginn FBS und die Förderdauer FDS be­ rechnet sie dann die Ansteuerzeitpunkte A und E für die Leistungsendstufe 40. Als Betriebskenngrößen können u. a. eine oder mehrere der Größen Drehzahl, Lufttem­ peratur, Lambdawert, Kraftstofftemperatur, andere Temperaturwerte, oder ein Signal, das die Stellung des Fahrpedals bzw. die gewünschten Fahrgeschwindigkeit charakterisiert, eingehen. Anstelle der Drehbewegung der Pumpenantriebswelle kann auch die Drehbewegung der Nockenwelle und/oder der Kurbelwelle ausgewer­ tet werden.

Als Pumpenantriebswelle fungiert die Nockenwelle der Brennkraftmaschine bzw. eine mit ihr gekoppelte Welle. Die Pumpenantriebswelle treibt den Pumpenkol­ ben 15 derart an, daß der Kraftstoff in der Kraftstoff­ pumpe 10 unter Druck gesetzt wird. Dabei steuert das elektromagnetische Ventil 20 den Druckaufbau. Das elektromagnetische Ventil ist vorzugsweise so angeord­ net, daß bei geöffnetem Ventil kein wesentlicher Druck­ aufbau stattfindet. Erst bei geschlossenem elektroma­ gnetischem Ventil 20 baut sich ein Druck in der Kraft­ stoffpumpe auf.

Bei einem entsprechenden Druck in der Kraftstoff­ pumpe öffnet sich ein nicht dargestelltes Ventil und der Kraftstoff gelangt über die nicht dargestellte Einspritz­ düse in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Zur Kontrolle, zu welchem Zeitpunkt das Magnetventil öff­ net bzw. schließt, dient der Geber 70. Der Geber 70 kann auch an der Einspritzdüse angebracht sein, dann erzeugt er ein Signal, das den tatsächlichen Beginn bzw. Ende der Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum kennzeichnet. An Stelle des Ausgangsignals des Gebers 70 kann auch ein Signal verwendet werden, das anzeigt, in welcher Position sich das Magnetventil befindet. Ein solches Signal wird durch Auswertung der durch das Magnetventil fließenden Ströme oder der am Magnet­ ventil anliegenden Spannungen gewonnen.

Fig. 2 zeigt die zeitliche Abfolge der verschiedenen Zeiten. In Fig. 2a sind der gewünschte Förderbeginn FBS und das gewünschte Förderende FES markiert. Die gewünschte Förderdauer FDS ist dabei der Abstand zwischen Förderbeginn und Förderende.

In Fig. 2b ist der Verlauf des Ansteuersignals für das elektromagnetische Ventil aufgezeigt. Vom Ansteuer­ zeitpunkt E bis zum Absteuerzeitpunkt A wird das elek­ tromagnetische Ventil mit Strom beaufschlagt. Dabei wird angenommen, daß zwischen Ansteuerung und Schließen des elektromagnetischen Ventils die Ein­ schaltzeit TE vergeht. Der Ansteuerzeitpunkt E liegt daher um den Zeitraum TE vor dem gewünschten För­ derbeginn FBS. Entsprechend dauert es eine gewisse Zeit nach dem Absteuerzeitpunkt A, bis das elektroma­ gnetische Ventil geöffnet ist. Daher liegt der Absteuer­ zeitpunkt A um die Ausschaltzeit TA vor dem ge­ wünschten Förderende FES.

In Fig. 2c ist die Stellung der Ventilnadel des elektro­ magnetischen Ventils aufgezeigt. Sie nimmt in der tat­ sachlichen Einschaltzeit TEI nach dem Ansteuerzeit­ punkt E die Stellung S1 ein. Ab dieser Stellung S1 be­ ginnt der Druckaufbau in der Kraftstoffpumpe 10. Die tatsächliche Einschaltzeit TEI stimmt in der Regel nicht mit der angenommenen Einschaltzeit TE überein. Daher stimmen auch die Zeitpunkte des tatsächlichen Förder­ beginns FBI nicht mit dem gewünschten Förderbeginn FBS überein. Entsprechendes gilt auch für das Förder­ ende. Der Absteuerzeitpunkt A liegt um die tatsächliche Ausschaltzeit TAI vor dem tatsächlichen Förderende FEI. Im Normalfall wird auch das gewünschte und das tatsächliche Förderende nicht zum gleichen Zeitpunkt stattfinden.

Die Streuungen der tatsächlichen Schaltzeiten TAI, TEI hängen von verschiedenen Parametern ab. Dies sind z. B. fertigungstechnische Toleranzen, hydraulische Effekte, Temperatureffekte, Änderungen im Magnet­ ventil oder in der Leistungsendstufe. Ferner können in verschiedenen Betriebszuständen die Streuungen unter­ schiedlich sein.

Die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge hängt zum einen von der Förderdauer FDS und dem tatsächli­ chen Förderbeginn FBI ab. Um eine möglichst genaue Kraftstoffzumessung zu erhalten, muß der tatsächliche Förderbeginn bekannt sein. Ausgehend von dem tat­ sächlichen Förderbeginn wird dann der Absteuerzeit­ punkt zur Beendigung der Zumessung berechnet. Dabei wird vorzugsweise so vorgegangen, daß aus einem Kennfeld abhängig von verschiedenen Betriebsbedin­ gungen die Förderdauer ausgelesen wird. Die Förder­ dauer ist dabei vorzugsweise als Winkelgröße (Förder­ winkel) abhängig von wenigstens der mittleren Dreh­ zahl n und der Last abgelegt. Der tatsächliche Förderbe­ ginn FBI muß ebenfalls als Winkelgröße berücksichtigt werden. Aus der Addition des Förderdauerwinkels FDS zu dem Winkel, der den tatsächlichen Förderbeginn kennzeichnet, ergibt sich dann die Winkelgröße für das Förderende. Diese muß dann wiederum in ein Zeitsignal für den Absteuerimpuls A umgewandelt werden.

Die üblichen Sensoren, die den tatsächlichen Förder­ beginn anzeigen, geben zum Zeitpunkt des Förderbe­ ginns ein Signal ab. Die Information über den tatsächli­ chen Förderbeginn FBI liegt daher als Zeitgröße vor. Für eine genaue Zumessung muß aber die Stellung der Pumpenantriebswelle zum Zeitpunkt des Förderbe­ ginns bekannt sein. Um den Förderbeginn in bezug auf die Winkelstellung der Nockenwelle zu erhalten, muß eine Umrechnung der Zeitgröße in eine Winkelgröße erfolgen. Diese Winkelgröße muß möglichst früh zur Verfügung stehen, da die Berechnung des Absteuerzeit­ punktes, der das Förderende FE festlegt, erst dann erfol­ gen kann, wenn der tatsächliche Förderbeginn als Win­ kelgröße vorliegt.

Es stellt sich daher das Problem, daß die Zeitgröße ZS in eine Winkelgröße WS umzurechnen ist, wobei die Winkelgröße WS möglichst frühzeitig mit hoher Ge­ nauigkeit bekannt sein soll. Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solches Ver­ fahrens soll im folgenden näher beschrieben werden.

In Fig. 3 sind verschiedene Signale zur Verdeutli­ chung der Erfindung über der Zeit aufgetragen. So treten zu den Zeitpunkten T1, T2, T3 und T4 Inkrementim­ pulse auf, die von dem Sensor 50 erzeugt werden, der das Inkrementrad 55, das bei diesem Ausführungsbei­ spiel auf der Nockenwelle angeordnet ist, abtastet. Je­ weils zwei Impulse definieren ein Inkrement. So defi­ niert der Impuls zum Zeitpunkt T1 und der Impuls zum Zeitpunkt T2 das Inkrement INK1. Die Impulse T2 und T3 definiert das Inkrement INK2.

Zum Zeitpunkt ZS tritt nun ein Signal auf, das in unserem Beispiel den tatsächlichen Einspritzbeginn FBI anzeigt. Die Inkremente INK1 und INK2 werden so gewählt, daß die Zeitgröße ZS zwischen den Zeitpunk­ ten T3 und T4 also in dem zweiten Inkrement INK2 liegt. Diese Zeitgröße ZS soll nun in eine Winkelgröße WS umgerechnet werden. Im einfachsten Fall berechnet sich diese Winkelgröße WS mittels der Formel:

WS = 6 . N . ZS.

Dabei stellt H die momentane Drehzahl in dem zwei­ ten Inkrement INK2, in dem die Zeitgröße ZS auftritt, dar. Als Zeitgröße ZS dient der zeitliche Abstand zwi­ schen dem Beginn des zweiten Inkrements INK2 und dem Auftreten des Spritzbeginnsignals FBI. Mit WS wird die entsprechende Winkelgröße bezeichnet, sie wird in bezug auf den Beginn des zweiten Inkrementes INK2 vorgegeben. Diese Berechnung ist exakt erst möglich, nachdem die momentane Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 bekannt ist. Das Ergebnis die­ ser Berechnung liegt also frühestens zum Zeitpunkt T3 vor.

Ausgehend von der momentanen Drehzahl N1 im ersten Inkrement INK1 wird eine erste Winkelgröße WS1 extrapoliert. Ausgehend von der momentanen Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 wird eine zweite Winkelgröße WS2 interpoliert, wenn dieser Drehzahlwert bekannt ist. Der Abstand dieser beiden Winkelgrößen definiert einen Differenzwinkel WD.

Um möglichst früh eine genaue Winkelgröße zur Ver­ fügung zu haben, wird wie folgt vorgegangen. Ausge­ hend von der Drehzahl im Inkrement IHK1 wird die erste Winkelgröße extrapoliert. Zu dieser extrapolierte Winkelgröße wird dann ein Korrekturwinkel WK hin­ zuaddiert. Ist die momentane Drehzahl N2 im Inkre­ ment IHK2 bekannt, so wird der Korrekturwinkel für die nächste Zumessung berechnet. Der Korrekturwin­ kel für die nächste Zumessung stellt die Summe aus dem aktuellen Korrekturwinkel und dem Differenzwinkel zwischen der interpolierten und der extrapolierten Win­ kelgröße dar.

Diese Vorgehensweise wird anhand des Flußdia­ grammes der Fig. 4 näher beschrieben. Im Initialisie­ rungsschritt 410 wird der Korrekturwinkel WK auf Null gesetzt. Anschließend erfolgt im Schritt 420 die Berech­ nung der ersten Winkelgröße WS1 ausgehend von der momentanen Drehzahl N1 im ersten Inkrement INK1.

Im Schritt 430 wird zu dieser ersten Winkelgröße WS1 der Korrekturwinkel WK hinzuaddiert. Nachdem die momentane Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 bekannt ist, wird die zweite Winkelgröße WS2 ausgehend von der momentanen Drehzahl N2 be­ stimmt. Diese Berechnung kann frühestens zum Zeit­ punkt T3 erfolgen. Diese Berechnung liefert in der Re­ gel einen genaueren Wert, da die momentane Drehzahl in der Nähe der Zeitgröße in die Berechnung eingeht. Dieser Wert steht aber erst ein Inkrement später zur Verfügung.

Der Differenzwinkel WD zwischen diesen beiden Winkelgrößen WS1 und WS2 gibt die Abweichung zwi­ schen der extrapolierten ersten Winkelgröße WS1 und der interpolierten zweiten Winkelgröße WS2 an. Im Schritt 460 wird dann der Korrekturwinkel WK neu berechnet, indem der alte Korrekturwinkel und der Dif­ ferenzwinkel WD addiert werden. Vorzugsweise wird dabei der Differenzwinkel WD mit einem Faktor C mul­ tipliziert. Dieser Faktor besitzt einen Wert, der zwi­ schen 0 und Eins liegt. Bei der nächsten Einspritzung startet die Berechnung der Winkelgröße wieder mit Schritt 420.

Durch diese Vorgehensweise steht die Winkelgröße bezüglich des tatsächlichen Förderbeginns sehr genau und sehr früh zur Verfügung.

Die beschriebene Vorgehensweise ist nicht nur auf die Berechnung des tatsächlichen Förderbeginns be­ schränkt. Sie kann grundsätzlich immer verwendet wer­ den, wenn eine Zeitgröße in eine Winkelgröße umge­ wandelt werden muß, wobei die Winkelgröße möglichst genau und frühzeitig bekannt sein muß. So kann ent­ sprechend auch bei der Berechnung des tatsächlichen Förderendes, des tatsächlichen Spritzbeginns oder des tatsächlichen Förderendes vorgegangen werden.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der be­ schriebenen Vorgehensweise soll nun anhand der Fig. 5 erläutert werden. Die Fig. 5 zeigt schematisch Teile der Steuereinheit 30, die zur Steuerung des Förderbeginns und der Förderdauer insbesondere bei einer Diesel­ brennkraftmaschine dienen.

Als wesentliche Bestandteile enthält die Steuereinheit 30 einen Block 500, der abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen den Ansteuerzeitpunkt E für das Magnetventil, das den Förderbeginn festlegt, vorgibt. Dieses Signal gelangt zu einem Beobachter 510 für den Förderbeginn. Der Beobachter 510 berechnet eine Win­ kelgröße FBW, die den tatsächlichen Förderbeginn an­ gibt. Diese Größe gibt die Winkelstellung der Pumpen­ abtriebswelle zum Zeitpunkt des Förderbeginns an. Ausgehend von dieser Größe und weiteren Betriebs­ kenngrößen gibt ein Kennfeld 560 eine Winkelgröße für die gewünschte Förderdauer FDS aus. Ausgehend von dieser Winkelgröße für die Förderdauer FDS und der Winkelgröße FBWS für den Förderbeginn ergibt sich eine Winkelgröße FEWS, die das gewünschte Förder­ ende anzeigt. Diese Größe gelangt zu einem Förderen­ deregler 505, der das Förderende auf das vorgegebene Förderende FEWS einregelt.

Das Zeitsignal E bzgl. des Ansteuerzeitpunkts für das Magnetventil gelangt zu einer Extrapolation 515 und einer ersten Interpolation 535. Die Ausgangsgröße AB der Extrapolation 515 gelangt zum Additionspunkt 525. Am zweiten Eingang dieses Additionspunkts 515 liegt die Ausgangsgröße einer Schaltwinkelberechnung 520.

Am Ausgang des Additionspunktes 525 liegt ein er­ stes Winkelsignal FBWS1 bezüglich des Förderbeginns an. Dieses gelangt zu einem ersten Eingang eines Addi­ tionspunktes 530. An dem zweiten Eingang des Addi­ tionspunktes 530 liegt der Korrekturwinkel FBWK bzgl. des Förderbeginns an. Am Ausgang des Additionspunk­ tes 530 und somit auch am Ausgang des Beobachters 510 liegt die Winkelgröße FBWS bzgl. des Förderbe­ ginns an. Diese Größe wird mit negativem Vorzeichen auf den zweiten Eingang des Additionspunktes 540 ge­ leitet.

Am ersten Eingang dieses Additionspunktes 540 liegt die Ausgangsgröße der ersten Interpolation 535. Am Ausgang des Additionspunktes liegt also ein Differen­ zwinkel FBWD bzgl. des Förderbeginns an. Diese Größe wird in einem Korrekturblock 545 mit einem Faktor K1 multipliziert und dem Additionspunkt 550 zugeleitet. Am zweiten Eingang dieses Additionspunktes liegt die entsprechende Größe der vorherigen Zumessung an, das in dem Block 555 zwischengespeichert wurde. Am Ausgang des Additionspunktes 550 steht somit der Kor­ rekturwinkel FBWK bzgl. des Förderbeginns bereit.

Einem Additionspunkt 565 werden mit positivem Vorzeichen die Ausgangsgröße FDS des Kennfeldes 560 und die Winkelgröße FBWS bzgl. des Förderbe­ ginns zugeleitet. Zusätzlich gelangt zu dem Additions­ punkt 565 mit negativen Vorzeichen die Ausgangsgröße einer zweiten Schaltwinkelberechnung 570.

Am Ausgang des Additionspunktes 565 liegt somit eine Winkelgröße FEWS bzgl. des gewünschten Förder­ endes. Diese Größe dient als Eingangsgröße für den Förderenderegler 505. In dem Förderenderegler 505 ge­ langt die Eingangsgröße zu einem Additionspunkt 575 sowie zu einem Additionspunkt 580. Am zweiten Ein­ gang des Additionspunktes 575 liegt ein Korrekturwin­ kel FEWK bzgl. des Förderendes an.

Die Ausgangsgröße des Additionspunktes 575 ge­ langt zum Block 590, dieser berechnet mittels Extrapo­ lation den genauen Ansteuerzeitpunkt A für das Ma­ gnetventil, der das Förderende festlegt. Ferner wird in diesem Block 590 eine Größe, die das tatsächliche För­ derende FEI angibt, als Zeitgröße erfaßt. Diese Größe rechnet die zweite Interpolation 585 interpolativ in eine Winkelgröße FEWS2 um, die das Förderende angibt. Dieses Winkelgröße FEWS2, die das tatsächliche För­ derende als Winkelgröße angibt, wird mit negativen Vorzeichen dem Additionspunkt 580 zugeführt.

Die Ausgangsgröße des Additionspunktes 580, die Differenz zwischen der Winkelgröße FEWS2 und dem Sollwert FEWS für das Förderende gelangt zu der Kor­ rekturstufe 605, die die Ausgangsgröße des Additions­ punktes 580 mit einer Konstanten K2 multipliziert. Die Ausgangsgröße der Korrekturstufe 605 gelangt zum Additionspunkt 600, wo es mit dem im Block 595 abge­ legten Wert der vorherigen Zumessung additiv ver­ knüpft wird. Die Summe dieser beiden Größen bildet dann den Korrekturwinkel FEWK für das Förderende. Dieser gelangt dann mit positiven Vorzeichen zum Ad­ ditionspunkt 575.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt:
Ausgehend von dem Ansteuersignal E, das als Zeit­ größe vorliegt berechnet die Extrapolation 515 eine er­ ste Winkelgröße AB, die den Ansteuerbeginn angibt. Anschließend wird die Winkelgröße AB um den Schalt­ winkel korrigiert. Die Schaltwinkelberechnung 520 be­ rechnet ausgehend von der bekannten bzw. der berech­ neten Schaltzeit TE des Magnetventils und einem Dreh­ zahlsignal eine Winkelgröße, die der Schaltzeit ent­ spricht. Der Schaltwinkel ist derjenige Winkel, der zwi­ schen der Ansteuerung und dem Förderbeginn ver­ streicht.

Im Additionspunkt 530 erfolgt eine Korrektur der Winkelgröße FBWS1 mit einem Korrekturwinkel FBWK. Dieser Korrekturwinkel gibt die Abweichung zwischen dem interpolierten Winkelwert FBWS2 und dem durch die Extrapolation gewonnen Winkelwert FBWS1 an. Diese so gewonnene Winkelgröße FBWS gibt sehr präzise die Winkelstellung zum Zeitpunkt des Förderbeginns wieder. Dieser Korrekturwinkel wurde vorzugsweise bei der vorherigen Zumessung ermittelt.

Zur Berechnung des Korrekturwinkels wird wie folgt vorgegangen. Nach der erfolgten Ansteuerung berech­ net die erste Interpolation 535 interpolativ die Winkel­ größe FBWS2. Dabei wird der von dem Geber 70 erfaß­ te Zeitpunkt FBI für den tatsächlichen Förderbeginn verwendet.

Der Additionspunkt 540 bildet die Differenz FBWD zwischen der interpolierten und der extrapolierten Win­ kelgröße.

Im Block 545 wird diese Differenz mit dem Faktor K1 gewichtet. Zu diesem so gewonnen Wert wird dann der Korrekturwert der vorhergehenden Zumessung hinzu­ addiert. Als Ergebnis ergibt sich dann der neue Korrek­ turwert FBWK für die nächste Zumessung.

Mit dieser Vorgehensweise kann gewährleistet wer­ den, daß sehr frühzeitig eine sehr präzise Winkelgröße FBWS für den tatsächlichen Förderbeginn zur Verfü­ gung steht.

Anschließend wird abhängig von verschiedenen Be­ triebskenngrößen aus einem Kennfeld 560 eine Winkel­ größe für die Förderdauer FDS ausgelesen. Aus der Summe aus dem tatsächlichem Förderbeginn FBWS und dem Kennfeldwert FDS ergibt sich die Winkelgrö­ ße, bei der die Förderung von Kraftstoff zu beenden ist. Um die Winkelgröße zu erhalten, bei der das Magnet­ ventil anzusteuern ist, ist ferner das Ausgangssignal der Schaltzeitberechnung 570 zu berücksichtigen. Die Schaltzeitberechnung 570 erfolgt mit der Drehzahl und Schaltzeitwerten N, TEN, die bei der Kennfeldaufnah­ me des Kennfeldes 560 zugrunde gelegt waren. Ausge­ hend von diesen drei Größen ergibt sich dann die Win­ kelgröße FEWS, die den Sollwert für das Förderende darstellt.

Auf diesen Sollwert FEWS für das Förderende regelt der Förderenderegler 505 dann das tatsächliche Förder­ ende ein. Im Additionspunkt 575 wird der Sollwert mit dem Korrekturwert FEWK für das Förderende korri­ giert. Anschließend berechnet der Block 590 mittels ei­ ner Extrapolation den genauen Ansteuerzeitpunkt für das Magnetventil.

Nach der Betätigung des Magnetventils berechnet die zweite Interpolation 585 eine Winkelgröße FEWS2, die das Förderende anzeigt. Diese interpolativ bestimmte Winkelgröße FEWS2 wird im Additionspunkt 580 mit dem Sollwert FEWS verglichen. Die Differenz FEWD dieser beiden Werte wird in dem Block 605 mit dem Faktor K2 multipliziert. Dieser Wert bildet den Korrek­ turwinkel FEWK für die nächste Zumessung. Zu diesem Wert wird im Additionspunkt 600 der Korrekturwinkel der vorherigen Zumessung hinzuaddiert.

Um diesen Korrekturwinkel FEWK wird dann der Sollwinkel FEWS im Additionspunkt 575 korrigiert. So­ lange eine Abweichung zwischen dem gewünschten Förderendewinkel FEWS und dem interpolativ be­ stimmten Förderendewinkel FEWS2 besteht, wird der Korrekturwinkel FEWK laufend korrigiert. Stimmen diese beiden Werte überein, so erfolgt keine Verände­ rung des Korrekturwinkels und die Ansteuerung erfolgt zum optimalen Zeitpunkt.

Vor dem Ereignis wird die Winkelgröße extrapolativ bestimmt. Nach dem Ereignis wird die Winkelgröße in­ terpolativ bestimmt. Der mittels der Extrapolation ge­ wonnene Winkel wird durch einen einfachen Regelalgo­ rithmus so lange verändert, bis die interpolativ ermittel­ te Winkelgröße mit der extrapolativ ermittelten Win­ kelgröße übereinstimmt. Hierdurch lassen sich die bei der Extrapolation systematisch auftretenden Fehler, ins­ besondere Drehzahländerungen, eliminieren.

Mit diesem Verfahren lassen sich sowohl der Förder­ beginn als auch das Förderende separat auf einen vor­ gegebenen Sollwert einregeln. Ferner läßt sich die Winkelgröße, die den Förderbeginn angibt, sehr präzise durch den entsprechenden Beobachter bestimmen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumesssystems, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die ausgehend von wenigstens einer der Größen Förderbeginn (FBS) oder Förderdauer (FDS) einen Ansteuerzeitpunkt (E) und/oder einen Absteuerzeitpunkt (A) für ein Magnetventil (20) berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Winkelgröße (WS), die den tatsächlichen Einspritzbeginn oder das tatsächliche Einspritzende angibt, ausgehend von einer Zeitgröße (ZS) unter Berücksichtigung wenigstens eines Wertes (N1) der momentanen Drehzahl und eines Korrekturwinkels (WK) bestimmbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Winkelgröße (WS1) ausgehend von dem ersten Wert (N1) für die momen­ tane Drehzahl extrapoliert wird, und daß eine zweite Winkelgröße (WS2) ausgehend von einem zweiten Wert (N2) für die momentane Dreh­ zahl interpoliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert (N1) für die momentane Drehzahl in einem ersten Inkrement (INK1) und der zweite Wert (N2) für die momentane Drehzahl in einem zweiten Inkrement (INK2) erfaßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Inkremente unmittelbar aufeinander folgen und die Zeitgröße (ZS) in­ nerhalb des zweiten Inkrements (INK2) liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Winkelgröße (WS) aus der Addition der er­ sten Winkelgröße (WS1) und des Korrekturwinkels (WK) ergibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ausgehend von der ersten und der zweiten Winkel­ größe ein Differenzwinkel (WD) bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwinkel (WK) für die nächste Zumessung durch Summation des aktuellen Korrekturwinkels und des Differenzwinkels (WD) gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Absteuerzeitpunkt (A) ausgehend von der Win­ kelgröße (WS), die den tatsächlichen Einspritzbeginn angibt, und ei­ ner Winkelgröße (FDS), die den gewünschten Förderdauer angibt, be­ rechnet wird.

9. Verfahren flach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein den Einspritzbeginn angebendes Winkelsignal (FBWS) ausgehend von einer mittels einer Extrapolation bestimmten Winkelgröße (FBWS1) und einem Korrekturwinkel (FBWK) vorgebbar ist, wobei der Korrekturwinkel (FBWK) sich aus der Differenz zwischen dem mittels Extrapolation (FBWS1) und einem mittels Interpolation (FBWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Korrekturwinkel (FBWR) aus der mit einem Faktor (K1) gewichteten Differenz zwischen dem mittels Extrapolation (FBWS1) und dem mittels Interpolation (FBWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Winkelsignal, das das Einspritzende bestimmt, ausgehend von einer abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen vorgebenen Winkelgröße (FEWS) und einem Korrekturwinkel (FEWR) vor­ gebar ist, wobei der Korrekturwinkel (FEWR) sich aus der Differenz zwischen der vorgebenen Winkelgröße (FEWS) und einem mittels Inter­ polation (FEWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Korrekturwinkel (FEWK) aus der mit einem Faktor (R2) gewichteten Differenz zwischen zwischen der vorgebenen Winkelgröße (FEWS) und dem mittels Interpolation (FEWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

13. Vorrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumesssystems, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die ausgehend von wenigstens einer der Großen Förderbeginn (FBS) oder Förderdauer (FDS) einen Ansteuerzeitpunkt (E) und/oder einen Absteuerzeitpunkt (A) für ein Magnetventil (20) berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die eine Winkelgroße (WS), die den tatsachlichen Einspritzbeginn oder das tatsächliche Einspritzende angibt, ausgehend von einer Zeitgroße (ZS) unter Berücksichtigung wenigstens eines Wertes (N1) der momentanen Drehzahl und eines Korrekturwinkels (WK) bestimmen.